某66kV变电站站区户外设计

某66kV变电站站区户外设计 公用工程电器工厂设计 某66kV变电站站区户外设计 , r,2()型I?l 内容提要本文以实例论述了66kV常规低式户外变电站布置的主要技术参数 点压 叶粕关键词户外变电站设备布置设计I’I一 ??——————————一?———..——.一l 66kV变电站一般主要作为网络区域变电站或大型企业变电站.对于中小城市或边远地 区,此类变电站远离城市.站区内变压器及一次侧设备布置在户外,二次侧设备及控制保护 部分布置在户内.本文以某66kV户外变电站为例,对66kV常规低式布置的户外变电站站区 设计要点作一些探讨. 一 ,变电站站区布置 1.站区布置的基本条件 站区布置在满足范围要求的同时,还应满足标书及当地电业部门的要求.电气设备的布 置在满足安全净距离要求的同时,还应考虑设备的搬运,维修以及消防要求,协调电缆沟,避 雷针,接地网的布置,通过综合考虑确定站区的布置.该站站区布置见图1. (1)站区规模:占地面积:6O×100m. 8个66kV间隔,四路进出线,三台20MVA变压器及一个母线联络. (2)主要特征及参数: *低式布置 *双母线结线 *道路宽分别为5m,3m *四座25m高独立避雷针 *进出线门架高度10.5m *母联,变压器门架高度8.5m *铝管型硬母线140 *硬母线线间距离1.2m *组合导线线间距离1.6m *间隔宽度6m *设备安装高度2.5m(基础抬高0.2m) 2.有关尺寸校验 配电装置间的安全净距离直接影响着配电装置的布置.在A,B,C,D 诸多的安全净 一 】7一 ,,/ 一 公用工程电器工厂设计 距离中,相对地安全净距离A是设计的基础.A值的确定取决于电气设备绝缘水平的配合, 主要决定于避雷器的残压,通常采用惯用法来确定A值.具体计算如下: (1)计算电器外绝缘的冲击试验电压 外绝缘全波冲击试验电压为:U如一 一:墨墨?曼 0.84 :=31lkV 一0.311MV Ubc——66kV氧化锌避雷器标称雷电流时的残压,取224kV. (2)计算雷电过电压 相对地空气间隙正极性雷电冲击电压波5O放电电压为; U1I—dso一K1×K2×Ubc K3×K4×K5 一l1.5× o.9×o.925×0.91 :=357kV 一0.357MV K——距离系数,取1.15. K2——陡度系数,取1.O5. K3——间隔系数,取0.90. K.——空气密度系数,海拔不超过1000m的地区取0.925. K——空气温度系数,海拔不超过lO00m的地区取0.91. (66kV系统的氧化锌避雷器,其操作冲击电流下的残压不大于190kV,比避雷器雷电冲 击电流下的残压要小,对A值的确定影响较小,故略去有关计算.) 根据上述计算出的电压值,查图2中的曲线找出相应的放电距离A值,结果见下表: 类别:A1值 (m) U1.5/4o0.3110.53 U1I—dsoO.3570.55 如: 比较表中数据,取最大值,则A一0.55m.有了A值,就可以根据它确定 出B,C,D值, 不同相带电部分之间的距离A: 1.1A1 A2— 带电部分至栅栏及带电部分至运输设备外廓之间的距离B: B1一A1+W 无遮拦裸导体至地面之间的距离C: 一 19— 1999年第2期 3. 3. 2? ? > 一 r1- : 1. 0. 一r .,r, l(一:棒一-板. r,, y,一r ,j(一)棒?一棒 ,r,{;;:二爱 ? , /, . ,.5?一)?二簟 ,,I—-., 一 . r-:, — , 一 ?FI,0I?一簟?l自?? 1llII )l2345?曩l? S(m) 图2棒——棒和棒一板间隙的冲击(1.5/40~) 5O放电电压(峰值)和间隙距离的关系 C:A1+U 平行的不同时停电检修的无遮拦带电部分之间的距离D: D—A1+V W——运行人员手臂误入栅栏时的臂长,按不大于0.75m考虑. U——运行人员举手后的总高度为2.5m. V——检修人员和工具的活动范围,取2.0m. 将有关最小安全净距离归纳如下:(单位:m) A1 Az B1 C D 计算值 0.55 0.65 1.30 3.05 2.55 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 值 0.65 0.65 1.40 3.10 2.60 标书值 0.70 0.70 3.00 总第101期 设计值 0.70 0.70 1.40 3.10 2.60 空间尺寸校核举例: (1)图3中,重点校验了A尺寸,GW.型双柱隔离开关打开后动触头对 架构支柱的安全 净距离要求大于700mm,通过计算,得出A值为1000mm,满足要求. (2)图4中,重点校验了C尺寸. C一2500+1305—200—3605>3100mm 满足要求 (3)门架导线间的距离 计算值:d—K/f十Az 一 20— 公用工程 一10×~/70+65 ==149cm 一1.49m 电器工厂设计 图366kV隔离开关俯视图图4母联问隔中DS,CB之问的C尺寸 K——导线系数,钢芯铝绞线取10 f——导线弧垂,取70cm 设计值:d一1.60m>1.49m满足要求. 根据上述分析计算,得出结论:随着避雷器性能的改进和残压的降低,变电站有关安全距 离可相应降低. 二,架构受力计算 架构受力计算是站区设计的重要内容,计算了架构所受的水平张力和垂直重力,结构专业 才能依照这个基本条件来设计架构. 1.气象条件 自然界的各种气候现象都对导线的运行应力,架构强度和电气性能 等产生影响,其中大 风,冰雪,气温,空气密度和雷电等是主要的,这些气象参数直接影响到变电站的技术经济指标 和线路运行的可靠性. 站区的气象条件:最高温度:+45? 最低温度:一10? 最大风速:35m/s 覆冰:一 设计中选用的导线温度:最高温度状态时:+70”C 最低温度状态时:一5? 最大负荷状态时:一5? 最大风速状态时:一5? 导线安装状态时:一5? 注:a.该气象条件与我国规定的9个气象区无一相同. b.设计中如果气象 资料 新概念英语资料下载李居明饿命改运学pdf成本会计期末资料社会工作导论资料工程结算所需资料清单 不全,应按变电站所在地的地理环境,地貌,纬度等情况结合 我国气象区的划分预设一个气象条件来进行设计,最后按实际情况修正. 2.弧垂 架构力计算的关键之一就是确定弧垂的大小,由公式H----M/f及各种运行条件下安全距 离的确定可知:弧垂的大小决定着导线所受张力和架构尺寸的大小. 一般来说,弧垂小,架构可 一 21— 1999年第2期总第101期 以设计的低一些,但受力大;弧垂大,架构受力小,但导线风偏大,有可 能增加架构宽度.对变电 站来说,一般垂跨比取1/20左右较合适.我们在设计中弧垂采用了如 下数据: 名称跨距(m)弧垂(m)垂跨比 站外进出线段30.00.8 站内进出线段17.80.71/25 母线段J1.50.61/zo 变压器出线段11.50.61/zo 变压器出线段15.00.71/21 3.解导线状态方程 导线张力计算步骤: *列出原始资料Pi,Qi *求支点反力RA,Rs *求各段剪力Qz—Qv—q??l *求各点力矩M一?M(+)一?M(一) *求荷载因素D一?D *解状态方程,计算出各种状态下的导线弧垂f,水平张力H和水平应力口. 在解方程时,首先确定一种工况状态n,假设在此状态下的弧垂fo—a为最大弧垂.这样通 过公式H一M/f和口一H/s计算出%值,将口代入状态方程: %一,D/+aE0一0”n一,D/口:+aE0 化简为:%一,D/口+aE0一C 口+A口一B:0 解方程,求出另一种工况ITI状态下的导线所受应力口. (其中,D,D,aE,O.m,S为已知数). 值得注意的是,在这个假设下计算出来的其余几种状态下的弧垂都应小于这个假设的最 大弧垂,如果结果相反,则假设错误,应重新选择一种工况状态,重新假设. 以上计算过程繁琐,在此省略.采用计算机程序计算,可以大大提高工作效率. 4.架构土建资料 在站区布置,力的计算基本完成后,电气专业提出架构土建资料是站区设计的延续.这部 分内容包括:提出架构负荷图,提出预埋件布置图(该项工作可放在稍后阶段去做),提出架构 荷载.以进出线门架为例,将受力计算结果填入下表:(图5为进出线门 架B点的受力图.导线 型号规格:LGJ--400/35) 公用工程电器工厂所设计的变电站的电压等 级来确定是否需要考虑导线上人这种检修状态.一般来说,66kV及以 下的变电站不考虑导线上人检修,11OkV及以上的变电站要考虑导线上 人检修.升降式移动小车能解决导线的维护,检修问题. 为了解决导线不上人,又能顺利地采用升降式移动小车进行维护这 个问题,本工程对设备引下线的位置进行了调整,一般都设于紧临架构 —— 绝缘子串处,个别引下线,如母线联络,必须在挡距中央引下线时. 在布置上留有小车安全移动的空间. 从上述内容可以看出,通过受力计算可以调整站区布置,使其合理,可行. 布置与受力情况密切相关. 注b:集中荷重: 图5 换句话说,站区 正常状态:对于进出线门架,如果有载波通讯设施,要加上阻波器的重量.阻波器的设置应 由有关人员提供.架构设计时可能无法确定型号,那么单台阻波器可按150kgf左右考虑. 安装状态:不考虑导线上人,但要考虑安装时横粱上人,连人带工具200kgf的集中荷重和 图6 安装导线时导线对横粱产生的附加垂直荷重.以进出线门架上站内 段导线的安装为例,计算横粱上增加的荷重,如图6: tgp=1.4/8.5-----0.165 一 9.35. Pi一200+QH+Tcos~ 一 200+Qli+1.1XH2cos 一 200+30.57+1.1X230Xcos9.35. 一200+30.57+1.1X230X0.987 —480kgf取500kgf (下转第26页) 1999年第2期总第101期 设计中采用.为了搞清其技术性能及产品质量,我用各种方式多次与灯具制造厂家共同探索, 讨论,对其产品的技术指标有了更进一步的了解.此线槽灯具打破了传统单纯的灯具慨念,把 配线的线槽与灯具融为一体,既能起到常规的灯具作用,又可同时在其内部敷设电源线路,起 照明配线的线槽作用.此线槽灯具选用的是一种高效节能光源,其光效是白炽灯的10倍,光色 好,眩光低,寿命长.灯具配套供应小型高效镇流器,其性能达到国际水平,体积,重量仅为老式 镇流器的一半,损耗降低l5.灯具的重量仅为同类灯具的1/4.光带的价格比普通光带便宜 40左右.本设计将此线槽灯布置成光带形式,每隔3m用吊杆吊挂在顶棚上,既省掉了敷设 电源线路的金属材料,又改变了吊管林立的不美观面貌,更重要的是解决了各种管子交叉而使 地坪面层加厚这一不经济的措施.综合造价大大降低.此灯具最突出的优越性是安装维护极 为方便,据施工单位反映,提高工效高达5倍左右,维护检修只需打开上盖,就可方便的进行操 作. 参加1994年陕西省建筑电气年会的与会代表,参观了整机厂房及办公楼后,一致反映本 厂房电气设计比较新颖,技术先进,布局合理,紧凑,灯具美观大方,体 现出了集功能与装修为 一 体的设计新思路.尤其是铝合金带插座配电线槽,更是别具一格,为我们在今后的设计中提 供了新的技术资料,使我们开扩了眼界,增长了见识. (上接第23页) 5.导线应力校验 在户外变电站设计中,软导线的选择除了按常规几个方面去考虑外,如载流量,经济密度, 热稳定校验等,在计算了导线应力后,还应校验导线的允许应力是否大于实际上承受的应力, 所得安全系数是否符合有关规定. 导线用途型号规格允许应力承受应力安全系数 (N)(N)规范要求标书要求实际计算 进出线LGJ一4OO/35259755723444.5 变压器电源线LGJ一185/3016080154844l0.4 母线联络2XLGJ--500/4532025/12215/144l4.5 结论:所选导线均满足运行应力的要求. 总之,66kV变电站站区设计中涉及到的问题很多,有待于我们不断地研究探讨.